Optimering av maskinprocess

Optimering av maskinprocess David Cedergren, 120hp Halmstad Högskola Lars Bååth, handledare, Halmstad Högskola Lars Karlsson, handledare, Lindab Ventilation AB Halmstad den 20 maj 2012 1

Innehållsförteckning 1. Sammanfattning...6 2. Abstract...7 3. Inledning...8 4. Metod...9 5. Bakgrund... 10 6. Projektbeskrivning... 17 6.1 Heavy duty-arm... 17 6.2 Förstyvningsplatta... 19 7. Kravspecifikation... 20 7.1 Krav på process... 20 7.2 Krav på omgivningen... 20 7.3 Vassa kanter... 20 7.4 Material... 20 7.5 Miljövänlig... 20 8. Krav... 21 8.1 Krav 1 - Vikt... 21 8.2 Krav 2 - Enkel geometri... 21 8.3 Krav 3 - Deformation... 21 8.4 Krav 4 - Greppvänlig... 21 9. Resultat... 22 9.1 Skissförslag... 22 9.11 Skissförslag 1... 22 9.12 Skissförslag 2... 22 9.13 Skissförslag 3... 23 9.14 Skissförslag 4... 23 9.15 Skissförslag 5... 24 9.16 Skissförslag 6... 24 9.17 Skissförslag 7... 25 9.18 Skissförslag 8... 25 9.19 Skissförslag 9... 26 9.20 Skissförslag 10... 26 9.21 Skissförslag 11... 27 2

9.22 Skissförslag 12... 27 9.23 Skissförslag 13... 28 9.2 Viktning... 29 9.3 Beräkningar... 31 9.31 Handberäkningar... 31 9.32 CATIA-beräkningar... 32 9.4 Material... 34 10. Diskussion... 35 11. Källor... 37 12. Bilagor... 38 13. Loggbok... 43 3

Förord Jag vill tacka Lindab Ventilation AB för att ha fått möjligheten att få utföra mitt examensarebete i samarbete med dem och även personalen som jag varit i kontakt med på Lindab Ventilation AB. Vill även passa på att säga att tiden för mitt examensarbete har varit väldigt spännande och lärorikt, dels i att jag har fått göra ett projekt rikat till ett verkligt företag och dels för att jag har fått chansen att använda alla mina kunskaper som jag fått under min tid på Halmstad Högskola. Tack! Lars Karlsson, handledare, Lindab Ventilation AB Dan Gustavsson, projektgivare, Lindab Ventilation AB Johan Wretborn, examinator, Halmstad Högskola Lars Bååth, handledare, Halmstad Högskola Jag vill även tacka Hans Lövfgren för hjälp angående hållfasthetsberäkningar och Håkan Petersson för hjälp av CATIA frågor. 4

Personliga mål Jag valde att ta kontakt med Lindab Ventilation AB angående examensarbete för att jag har jobbat hos dem tidigare och känner till vad de producerar och hur de går tillväga med tillverkningen av produkter. Eftersom jag går en teknisk utbildning och har sommarvikarierat hos Lindab Ventialtion AB under de senaste fyra åren i produktionen vill jag utnyttja mina kunskaper i ett samarbete med dem. 5

1. Sammanfattning Förslaget om en förstyvningsplatta till företagets rörmaskin är en bra ide. Denna typ av konstruktion ökar produktiviteten och minskar belastningsskador på maskinoperatören. Det ska även nämnas att förstyvningsplattan minskar riggtiderna. 6

2. Abstract Lindab Ventilation AB is a big producer of pipes, tubes and other ventilation equipment. They have many methods of producing their products. First and foremost they use the pressing technique where a sheet of metal is put between two molds, much like the picture below. When the metal has been molded into a desired shape, they weld the two halves together into a tube. The welding process can be either manual or robotical. The other technique they use is the one my thesis is focusing on. To make tubes by using this process you start with a thin layer of sheet metal on a roll, much like a toilet paper roll. And you put the roll on a rotating disk and force the sheet metal into the machine where it is bent to obtain better mechanical properties. Once it is done in the machine it is pushed out on the other side into the molding form. 7

3. Inledning Mitt examensarbete började med att jag tog kontakt med Lindab Ventilation AB och frågade om de hade examensarbete som jag skulle kunna arbete med. Jag kom i kontakt med min handledare på Lindab Ventilation AB och han hade ett uppdrag åt mig. Uppdraget innefattade att jag skulle dimensionera en förstyvningsplatta till en av deras rörmaskiner. Problemet Lindab Ventilation AB hade med denna maskin var att för tillfället så måste man byta hela armen varje gång man riggar om till en ny dimension. Riggningen tar väldigt lång tid, därför ville de ha en förstyvningsbalk som tillåter att man kan använda samma arm till alla dimensioner, men att man slipper de långa riggtiderna. Förstyvningsplattan tillåter detta, då den byts väldigt snabbt jämfört med att rigga om. Maskinen klarar av att köra allt ifrån dimensionerna 100 mm till 1600 mm i diameter, så de bad mig utforma förstyvningsplattan så att den ska passa dimensionerna 160 mm till 1600 mm. Anledningen till att balken endast skulle användas mellan de två sistnämnda dimensionerna är för att formhuvudet till 100 mm och 125 mm är för små för att en förstyvningsplatta ska få plats. 8

4. Metod Metoden som jag har använt mig av i mitt examensarbete är Princip- och Primärkonstruktion av Fredy Olsson. Jag valde denna metod eftersom det är den jag känner bäst till och dels för att den riktar sig till den tidiga fasen hos ett konstruktionsarbete, det vill säga brainstorming och utvecklingsarbetet. Eftersom detta är den första produkten av sitt slag så måste en produktalternativstudie utföras och detta görs via ett urval av ett antal olika prototypskisser. För att få en enkel bild av vilken eller vilka av skisserna som lämpar sig mest att gå vidare med, kommer jag att sätta upp krav som varje skiss måste uppnå för att kunna gå vidare. Nu när den mest lovande skissen har selekterats kommer jag gå vidare med att rita upp den i CATIA och undersöka den med hjälp av FEM-analys. 9

Halmstad Högskola 5. Bakgrund Lindab Ventilation AB är en stor tillverkare av ventilationsrör. De har måna olika metoder som de använder sig av för att framställa rören. Dels finns där metoden som i stora pressar trycker ut rörhalvor som sedan svetsas ihop och dels finns där, den metod mitt examensarbete inriktar sig på, rörmaskiner som forserar in plåten i stora formar. Då mitt examensarbete omfattar just den sistnämnda metoden kommer jag beskriva den mer utförligt nedan. Metoden som används av rörmaskinen börjar med att man sätter på en rulle tunnplåt, likt toapapper, på en roterande skiva. Denna roterande skiva matar sedan in plåten i själva rörmaskinen. Här nedan på bilden ser man vart plåten matas in, bakom det stora gråa hjulet med svarta ränder finns så kallade valsar. Dessa valsar gör så att plåten bockas lite och därmed får bättre hållfasthets egenskaper än om man inte bockar den. Värt att notera är att en ohyglig mängd olja används för att smörja maskinen. 10

Halmstad Högskola Med valsning Utan valsning Valsningen användas dock enbart på dimensionerna 250mm och uppåt. Dimensionerna mellan 100mm och 200mm anses inte behöva de förstärkande bockningarna, detta eftersom diametern är så pass liten. 11

Efter plåten har valsats och fått formen som bilden ovan, matas den vidare till sista delen av utformningen av plåten. Det som händer här är att sidan av plåten trycks neråt och bildar en typ av ögla. Innan plåten har gått igenom processen som skapar öglan. Efter plåten har gått igenom processen som skapar öglan. Denna ögla fungerar på så sätt att när plåten har gått ett varv i formhuvudet, så hakar den sig fast i sig själv och bildar ett slutet rör. Den fortsätter att haka i sig för varje varv som passerar och när önskad längd på röret är uppnåt så skärs röret av med hjälp av två knivar. 12

Halmstad Högskola Ett av tretton formhuvud som används vid tillverkning av rör. När rätt längd på röret har uppnåts så skärs det av med hjälp utav två knivar. Dessa knivar trycks upp mot varandra sammtidigt som plåten matas. Det vill säga under tiden då röret snurrar, eftersom röret snurrar med en konstant fart så får man ett rakt och jämt snitt. Övre kniven Undre kniven 13

Idag finns det inget snabbt och effektivt sätt att byta mellan olika dimensioner på tillverkningen av rör. Det innebär att tiden som krävs från att köra en typ av dimension till att byta till en annan är alldeles för hög. Syftet med mitt examensarbete är att ta fram olika lösningar på en förstyvningsplatta som reducerar riggtiderna avsevärt. Eftersom det inte finns någon tidigare konstruktion som på något sätt kan liknas till detta så har jag förmånen att utveckla produkten utifrån egna premisser. Examensarbetet följer princip- och primärkonstruktionsmetoden av Fredy Olsson, där en mängd olika förslag på förstyvningsplattor till en rörmaskin har tagits fram och jämförts med varandra mot ett antal kriterier som har sats för att få en så optimal lösning på problemet som möjligt. 14

Denna typ av rörmaskin använder sig av en speciell metod för att skära av röret när det är klart. Som beskrivits ovan så användas två knivar som förs emot varandra och delar röret. För att detta ska vara möjligt, och få ett rakt snitt, gäller det att knivarna inte rör på sig under tiden de skär. Detta problemet har lösts genom att en stor och tung arm har installerats för att hålla knivarna på plats så att de inte påverkas av kraftern som uppstår då röret skärs av. En av många armar som används förtillfället för att hålla knivarna på plats. 15

Denna arm sitter fastspänd via två ställen. Fästningen som håller armen stilla där bak förhindrar rörelser som annars hade uppståt i alla riktningar utom axiel. Staget i mitten av armen förhindrar både rörelser i axiel riktning och vridningar av armen. En sak som bör nämnas är att den övre kniven sitter still hela tiden. Båda knivarna har förvisso en motor som får knivarna att rotera för att underlätta kapandet av röret, men det är endast den undre kniven som höjs och sänks. Detta möjliggörs med hjälp av en liten pneumatisk tryckkolv. 16

6. Projektbeskrivning 6.1 Heavy duty-arm Syftet med detta examensarbete är att hitta på en lösning som ska underlätta maskinoperatörens arbete genom att tillverka olika typer av förstyvningsplattor. Som det ser ut nu så finns där enbart dessa tunga armarna som hjälper till att hålla knivarna på plats när man skär av röret. När knivarna kommer till det stället på röret som öglorna finns på är anledningen till varför man måste ha en heavy duty-arm. Eftersom knivarna här ska gå igenom fyra lager plåt så uppstår ett enormt tryck på knivarna och det är därför en sådan arm måste finnas för att hålla kvar knivarna på plats när de utsätts för trycket. 17

Som det ser ut nu så finns där enbart en arm av massivt stål som hjälper till att hålla skärknivarna på plats så att de inte ger efter när man skär skarven på röret. Eftersom knivarna belastas med en kraft på upp till 4800 N måste denna arm var väldigt robust, och detta medför att den väger väldigt mycket då den är gjord av stål. Denna arm kan väga upp emot 50 kg och är för mycket för en person att byta själv. Problemet som uppstår är att varje gång man måste rigga om är maskinoperatören tvungen att byta till en starkare arm som är tyngre, för att klara av högre krafter. Anledningen till att armen måste bytas mellan körning av olika dimensioner är för att klara av de olika krafter som uppstår under körning av olika dimensioner. Till exempel så behövs inte en lika tung och robust arm vid körning av mindre dimensioner än om man kör större dimensioner. Detta är för att man använder sig av tunnare plåttjocklek vid mindre dimensioner. 18

6.2 Förstyvningsplatta Ideén med förstyvningsplattan är att eliminera behovat av att byta heavy duty-armen varje gång man riggar om till en annan dimension på formhuvudet. Man vill alltså kunna köra samma arm till alla olika dimensioner för att slippa behöva byta den tunga armen. Detta leder till att man riggar snabbare vilket ökar produktiviteten eftersom man minskar tiden då maskinen står stilla samt att antalet belastningsskador minskar då förstyvningsplattan väger avsevärt mindre än armen. 19

7. Kravspecifikation 7.1 Krav på process Tanken med denna konstruktion är att underlätta bytet av att köra olika dimensioner hos en viss typ av rörmaskin hos Lindab Ventilation AB. Konstruktionen kommer att utvecklas och konstrueras utifrån tre aspekter. Konstruktionen ska vara enkel att tillverka, lätt att använda och minimal belastning på personen som använder den. 7.2 Krav på omgivningen Förstyvningsplattan kommer att konstrueras utifrån säkerheten i centrum, det ska inte förekomma några vassa kanter, förstyvningsplattan ska väga så lite som möjligt med tanke på att minimera belastningsskador på maskinoperatören. 7.3 Vassa kanter Konstruktionen får inte ha några vassa kanter då detta kan orsaka personskada eftersom den väger relativt mycket, är där då vassa kanter kan detta sluta illa. Även fast vantar eller handskar är ett måste då man vistas i verkstadsmiljö så finns risken för skärskador. 7.4 Material Materialet konstruktionen kommer att vara tillverkad av är stål, då detta är väldigt billigt och starkt. Problemet är att materialet väger väldigt mycket, men genom att använda sig av optimeringsprocesser och FEM-analyser i CATIA kan man få ner vikten avsevärt. Materialet som jag har tänkt använda mig av går inte ändra på då Lindab Ventilation AB har en lista av standardmaterial som de använder sig av. 7.5 Miljövänlig Miljöpåverkan på denna konstruktione kommer nästintill vara noll. Förstyvningsplattan kommer att tillverkas utifrån spillmaterial som har blivit över från andra produkter, så ingen beställning av speciall stål enbart för att tillverka förstyvningsplattan kommer att ske. 20

8. Krav Jag har satt upp ett antal krav för tillverkningen av min konstruktion och beskrivit varför kraven som jag ställt är så pass viktiga. Kraven kommer att få ett nummer beorende på hur prioriteten ligger hos dem, alla skissers summor kommer sedan jämföras för att få ut den absolut bästa lösningen sett till kraven. Jag kommer att göra två stycken förstyvningsplattor. Den ena ska tillverkas för användning av formhuvud med dimensionerna 160-315mm och den andra kommer att användas för formhuvud med dimensionerna 400-1600mm. 8.1 Krav 1 - Vikt Förstyvningsplattan får inte väga för mycket, då detta belastar muskler och leder som i sin tur kan leda till belastningsskador hos maskinoperatören. Dock ska hållfasthets egenskaperna inte kompromissas. 8.2 Krav 2 - Enkel geometri Det är vesentligt att konstruktionen har en enkel geometri eftersom den ska vara så lätt att tillverka som möjligt. Då den inte ska serieproduceras gäller det att få ner kostnaderna så mycket som möjligt och det går att göra med hjälp av att den blir enkel att konstruera. 8.3 Krav 3 - Deformation Jag satte en övre gräns på att den inte får deformeras mer än 5mm under maximal belastning, detta för att ha något att räkna kring och dels för att ha ett mål jag ska försöka gå efter under FEM analysen. 8.4 Krav 4 - Greppvänlig Att konstruktionen är greppvänlig är väldigt viktigt då det kan förekomma långtids skador hos maskinoperatören om man är tvingad till att lyfta den på ett sätt som skadar rygg varje gång det är rigg. 21

9. Resultat 9.1 Skissförslag 9.11 Skissförslag 1 Lösningsförslag nummer 1 är väldigt simpelt utformad och lätt att tillverka, dock så är den för klent byggd för att fungera som en förstyvningsplatta. Vikten är väldigt låg för just detta förslag, men greppvänligheten gör att den är väldigt svår att handskas med. Sammanfattningsvis så går denna skiss inte vidare då den saknar främst de hållfasthets egenskaper som krävs av en förstyvningsplatta. Dock så kan en vidarutveckling av denna vara aktuell. 9.12 Skissförslag 2 Greppvänligheten för detta förslag är väldigt hög, dock så kommer den bli väldigt svår att tillverka eftersom den är för komplex. Vikten är låg fast med relativt bra hållfasthets egenskaper, på grund av fackverks utformningen, men trots detta så är den för svår att tillverka och går därmed inte vidare. 22

9.13 Skissförslag 3 Detta är en vidarutveckling av förslag 1. Hållfasthets egenskaperna har ökat avsevärt, på grund av att höjden på fenan har ökat. Vikten skulle kunna sänkas genom att göra hål i fennan som inte påverkar hållfastheten och kunna göra den greppvänligare. På grund av det sållas den bort. 9.14 Skissförslag 4 Relativt lätt konstruktion att tillverka med goda greppegenskaper. Hållfastheten är inte god då hålen i konstruktionen är väldigt stora samt att vikten är låg. Eftersom denna konstruktion har en geometri som inte kommer att passa just denna rörmaskin innebär det att denna förstyvningsplatta inte går vidare. 23

9.15 Skissförslag 5 Svår och dyr att tillverka eftersom hela ramen är böjd. Dock är vikten låg samt att den har goda greppegenskaper. Hållfasthets egenskaperna är relativt dåliga, med tanke på hur tunn den är, hållfastheten blir lite bättre med hjälp av sidostag, men dock inte tillräckligt mycket för att den ska gå vidare. 9.16 Skissförslag 6 En vidarutveckling på skissförslag 1 och 3. Denna har goda hållfasthets egenskaper och god grepvänlighet. Vikten har även den reducerats med hjälp av hål som inte påverkar hållfastheten hos förstyvningsplattan. 24

9.17 Skissförslag 7 Väldigt enkel att konstruera fast med väldigt hög vikt. Goda greppegenskaper samt hög hållfasthet, på grund av dess höga fena. På grund av dess höga vikt är detta inte ett förslag som jag kommer gå vidare med. 9.18 Skissförslag 8 Svår att tillverka och med sämre hållfasthets egenskaper än förslag nummer 5. Låg vikt och god greppbarhet 25

9.19 Skissförslag 9 Hög vikt och låg greppvänlighet i samband svårigheten att tillverka. Att svetsa insidan av U- balken kan bli väldigt svårt. Detta förslag är för komplext för att vara konstrueras då det är både svårt och tar lång tid. 9.20 Skissförslag 10 Hög hållfasthet på grund av den höga fennan, låg greppvänlighet och hög vikt gör att den inte går vidare. Vidarutveckling av detta förslag är lovande. 26

9.21 Skissförslag 11 Låg vikt och goda hållfasthets egenskaper på grund av den höga fenan och listen som finns på undersidan av förstyvningsplattan. Dock så har den dåliga greppegenskaper, dock så har den en relativt lätt geometri. På grund av alla de krav denna förstyvningsplatta inte klarade av går den inte vidare. 9.22 Skissförslag 12 Vidarutveckling av förslag nummer 11, samma goda hållfasthets egenskaper och lätta vikt. Fast denna har blivit utrustad med hål i fennan för optimera vikten och öka greppvänligheten. Även denna har relativt enkel geometri. Detta förslag går vidare eftersom den klarar av alla kriterier som var uppsatta. 27

9.23 Skissförslag 13 Höghållfasthet och hög vikt med låga greppegenskaper och relativt enkel geometri. Eftersom hål i fennan har gjorts för att sänka vikten och ge den bättre grepp möjligheter går detta förslag inte vidare. 28

9.2 Viktning Efter att ha sorterat ut vilka av idéskisserna jag ville gå vidare genom att väge dem mot varandra med hjälp av olika krav jag ställt upp så har jag kommit fram till att skissförslag nummer 6 och 12 går vidare för nogrannare FEM-analyser och handberäkningar. Jag valde att kompletera CATIAs hållfasthets resultat med mina egna handberäkningar eftersom jag vill ha en mer tvärvetenskaplig syn på hur det egentligen ser ut och går till. Som bilden ovan visar så är förslag 6 och 12 de enda som klarar alla krav jag ställde på förstyvningsplattan och detta var ett måste för att de skulle gå vidare. Av de fyra krav jag satte upp var geometrin lättast att uppnå. Eftersom jag visste vilka begränsningar jag hade på konstruktion, det vill säga att jag visste hur lång eller smal den fick vara innan den clashade med rörmaskinen. Kravet deformation var näst svårast att uppnå då detta involverade mycket trixande med CATIAs optimeringsvertyg. Vikt och greppvänlighets kraven gick hand i hand eftersom när jag tog bort vikt från konstruktionen så blev där automatiskt hål att hålla förstyvningsplattan i. 29

Jag valde att simulera förstyvningsplattor under samma krafter, det vill säga den absolut högsta som kan uppstå under körning av rörmaskinen, för att vara absolut säker på att dem kommer att hålla. Detta var en typ av säkerhetsfaktor som jag använde mig av. Eftersom den ena förstyvningsplattan har betydligt lägre fena än den andra, för att kunna få plats i formhuvuden med dimensionerna lägre än 315mm, så var jag tvungen att kompensera hållfasthets egenskaperna på annat sätt. Detta löste jag med hjälp av att öka bredden på fenan istället, som bilden nedan visar så är bredden nu istället 20mm istället för 10mm. 30

9.3 Beräkningar 9.31 Handberäkningar Dock har jag kommit underfund med att handberäkningar på förstyvningsplattan inte är möjligt i detta stadiet eftersom formen och geometrin är för komplex för att effektivt kunna få ett bra resultat med handberäkningar. Handberäkningar hade varit lättare att utföra om jag hade varit i ett tidigare stadie, där jag inte visste hur den skulle kunna se ut. Men eftersom jag i det tidiga stadiet istället visste hur den skulle se ut och visste att höjden spelade en stor roll för dess hållfasthets egenskaper, så började jag rita upp den i CATIA och köra FEM-analyser direkt. Där fanns formeler som jag hade tankarna på under det tidiga stadiet, dessa formler beskrev att höjden är viktig i sådana konstruktioner som jag ritar upp. Som formlen här nedan visar, så spelar höjden en väldigt stor roll när det kommer till att uppnå ett böjmotstånd i, mitt fall, vertikal riktning. Formler som jag använde mig av i tidigt stadie, då jag fick reda på att höjden spelade stor roll. 31

9.32 CATIA-beräkningar För att få ett så bra resultat med CATIAs beräkningar måste jag simulera scenariot så nära verkligheten som möjligt och därmed få ett bättre resultat. För att öka graden av hur det verkligen ser ut valde jag att även simulera skruvarna i konstruktionen, istället för att enbart sätta clamps. En säkerhetsfaktor som är inbakad i just denna uppgift är att jag har avrundat uppåt då det kommer till krafter. Min handledare på Lindab Ventilation AB uppmätte krafterna 840 kg i vertikal riktning och 265 kg i horisontell riktning. Om man skulle vara exakt så är 1 kg lika med 9.82 N, men eftersom jag ville ha marginalerna på min sida valde jag att approximera 1 kg lika med 10 N, vilket faktiskt är vanligare än det först nämnda. 32

Jag valde att simulera den lilla förstyvningsplattan under 62.5% av maskinens maximala påfrestning eftersom jag inte vet vilka belastningar de små formhuvudena kommer att påverkas av. Det enda jag vet är att maximal belastning kommer att vara 8400 N. Max spänningar som uppstår hos den lilla förstyvningsplattan är 310 MPa och är placerat på radien där fenan ökar i höjden. Spänningarna uppstår i radier och hål eftersom materialet helt plötsligt byter riktning. Det kan, förenklat, ses som att en kraft trycker på en låda och denna låda förlitar sig på att avlasta sig på nästa låda och så vidare. Men den sista lådan som inte kan avlasta sig mot något är tvungen att skicka kraften vidare i en annan riktning, till exempel snett uppåt eller nedåt. Och det är därför det uppstår spänningar hos konstruktionen i radier främst. Genom att öka radierna, så så höjer man ju vinkeln som kraften lämnar sista lådan med. Om man hade haft radie noll, så hade kraften varit tvungen att gå i en riktning först för att sedan tvärt byta, men radien bidrar med att kraften gradvis byter riktning. 33

9.4 Material Under konstruktionen av förstyvningsplattorna som dessa kommer allmänt konstruktions stål användas. En väldigt vanlig och billig ståltyp som även är stark och som passar utmärkt till just detta ändamål. För att klara av de spänningar som uppstår, speciellt hos den lilla förstyvningsplattan, har jag valt en speciell subgrupp till det allmänna konstruktionsstålet, SS-EN2132-01. Detta stål har en mindre kristallkornstorlek än vanligt konstruktionsstål och detta medför att hållfastheten ökar. Maxspänningen stålet klarar av är 350 MPa, vilket är under maxspänningen som uppstår hos förstyvningsplattorna. Materialet har en densitet på 7850 kg/m 3 vilket ger förstyvningsplattorna en vikt på 21.8 kg respektive 25 kg. Det är viktigt att notera att den lilla förstyvningsplattan väger mer än den stora. Detta beror väldigt mycket på att fenan på den lilla förstyvningsplattan är dubbelt så tjock som hos den stora. Och dels för att den lilla endast har plats med ett viktreduserande hål, där den stora har plats för två. 34

10. Diskussion Mitt examensarbete slutade i att två förslag på en förstyvningsplatta togs fram. Eftersom mitt examensarbete innefattade att ta fram en ny typ av konstruktion tycker jag att rätt metod använts. Förstyvningsplattan kommer att vara tillverkad av vanligt stål. Jag har tittat på andra typer av material som skulle kunna ersätta stål, men kommit fram till att beställa ett annat typ av material enbart för att konstruera dessa två förstyvningsplattor skulle nog kosta mer än göra nytta. Dels för att det är så pass lite material som krävs, som sagt så ska förstyvningsplattorna inte serietillverkas, och dels för att stålet är väldigt lättilänglit, eftersom Lindab Ventilation AB använder stålet till fler konstruktioner. Så jag gjorde antagandet att det skulle bli mer jobb att beställa, få den tillverkad och fraktad till Lindab Ventilation AB, samt alla fel som kan uppstå. Om man jämför det med att den ritas upp i deras CAD-program där man kör hållfasthets tester och sedan tillverkar den samma dag, på så sätt sparar man både tid och pengar. I mitt fall, känner jag att det är överflödigt att göra handberäkningar eftersom när jag väl skulle börja på dem, hade jag redan ritat upp dem och kört dem genom FEM-analyser i CATIA. Dock så har jag tagit stor hänsyn, under tiden jag ritat upp dem, vid formler som annars hade använts i det tidiga stadiet. Meningen med handberäkningar är i fall man i det tidiga stadiet inte vet alls hur den ska eller kommer att se ut. Då gör man handberäkningar för att se vilka begränsningar man har, men i mitt fall då jag redan hade fått en uppfattning av hur den skulle se ut, behövde jag inte göra hanberäkningar. Geometrin på förstyvningsplattan är väldigt enkel utformad. Att ha en komplicerad konstruktion då det inte behövs är väldigt onödigt, jag har fått lära mig att inte gör det svårare än vad uppgiften kräver och jag ser inga fördelar med att den behöver vara ritad på ett mer komplext sätt. 35

Att den har enkel geometri bidrar ju även till att den är lättare att tillverka samt att den blir billigare, eftersom det inte behövs små och dyra komponenter eller svetsas på ett svårt sätt, där är många fördelar till att hålla den enkel, utan att tumma på kvaliteten. Att få den stora förstyvningsplattan att klara av de spänningar som uppstår var inga problem eftersom formhuvudena för denna tillät en väldigt hög höjd på fenan, och som beskrivits i resultat delen, så spelar höjden en väldigt stor roll när det kommer till böjmotstånd. Det absolut svårast har varit att få den lilla förstyvningsplattan att klara av kraven och ändå ha goda hållfasthetsegenskaper samt att inte överstiga materialets sträckgräns. Eftersom den måste klara av så höga krafter, men ändå inte vara större än att den ska få plats i de små formhuvudena. Problemet som uppstod under simuleringen av den lilla förstyvningsplattan var att fenan inte kunnde ha hög fena, på grund av de små formhuvudena. Detta blev lidande eftersom höjden är väsentlig när det kommer till böjmotståndet. Eftersom resultatet med förstyvningsplattan skulle vara att ge böjmotstånd åt armen. Därför bildades det spänningar i radieövergången mellan den korta fenan och den långa fenana på den lilla förstyvningsplattan. Jag hade kunnat minskat dessa spänningar som uppstår i radien om jag till exempel hade ökat radien eller ökat höjden på den lilla fenan. Dock så går detta inte under rådande förutsättningar, eftersom om radien ökar eller fenan höjs så kommer fenan att ta i formhuvudet som ska sitta runt om. 36

11. Källor Att genomföra examensarbete Martin Höst, Björn Regnell, Per Runeson 2006 Principkonstruktion Fredy Olsson 1995 TUBEFORMER_ 2020_2006_01_01_SPARE PDF-dokument Formler och tabeller Karl Björk Sjätte Upplagan http://www.sbi.se/omraden/o_dokument.asp?mid=9&kid=44&subkid=0&mgrp=0&did=36 2012-05-07 37

12. Bilagor Valsarna inne i rörmaskinen. Materialschema av vilka material som används hos Lindab Ventilation AB för olika typer av konstruktioner. 38

Handberäkningsskiss på förstyvningsplatta till formhuvud 160-315mm. 39

Handberäkningsskiss på förstyvningsplatta till formhuvud 400-1600mm. 40

Ritning på förstyvningsplatta till formhuvud 160-315mm. 41

Ritning på förstyvningsplatta till formhuvud 400-1600mm. 42

13. Loggbok Tisdag 13/3 Var och besökte företaget för första gången och fick information om vad problemet var samt bestämde att vi skulle ses på torsdag för heldag. 4 timmar Torsdag 15/3 Hade heldag med handledare på företaget och bollade ideér om hur arbetet skulle läggas upp. Gick även in djupare på hur vi skulle lösa problemet. Fick mycket bra svar på frågor jag hade om rörmaskinen. 8 timmar Onsdag 4/4 Var på mitt första möte med min handledare på Halmstad Högskola. Fick svar på frågor angående rapport skrivning. Bokade in ett möte igen den 18/4. Onsdag 18/4 Hade mitt andra möte med min handledare på Halmstad Högskola. Skickade in rapporten för omdöme och skulle rita handräknings skisser till nästa möte som blev bokat till den 23/4. Måndag 23/4 Handledande möte. Fick feedback om rapporten, skulle beskriva problemet jag har framför mig mer så att personer som läser den förstår. Nästa möte blev bokat till 30/4. Måndag 30/4 Möte med handledare blev flyttat till 4/5. Fick hjälp med hållfasthetsberäkningar och tips av Hans Löfgren,. Fredag 4/5 Hade möte med min handledare, fick feedback om rapporten. Inget möte blev bokat till nästa vecka. Torsdag 10/5 Skickade in rapporten till min handledare för en sista gång innan opponentgruppen ska få läsa igenom den. 43